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python模組系列==6、BeautifulSoup

BeautifulSoup簡介

  我們知道,Python擁有出色的內建HTML解析器模組——HTMLParser,然而還有一個功能更為強大的HTML或XML解析工具——BeautifulSoup(美味的湯),它是一個第三方庫。簡單來說,BeautifulSoup最主要的功能是從網頁抓取資料。本文我們來感受一下BeautifulSoup的優雅而強大的功能吧!

BeautifulSoup安裝

  BeautifulSoup3 目前已經停止更新,推薦在現在的專案中使用BeautifulSoup4,不過它已經被移植到bs4了。也就是說匯入時我們需要 import bs4 。可以利用 pip 或者 easy_install 兩種方法來安裝。下面採用pip安裝。

  pip install beautifulsoup4

  pip install lxml

  建議同時安裝"lxml"模組,BeautifulSoup支援Python標準庫中的HTML解析器("html.parser"),還支援一些第三方的解析器,如果我們不安裝它,則 Python 會使用 Python預設的解析器,lxml 解析器更加強大,速度更快,推薦安裝。

建立物件

  安裝後,建立物件:soup = BeautifulSoup(markup='類html字串', 'lxml')  # 這裡有個坑,"lxml" 解析器會將所有節點名稱轉為小寫!使用 "xml" 解析器則不會轉換。

  格式化輸出:soup.prettify()

BeautifulSoup四大物件型別

  BeautifulSoup將複雜HTML文件轉換成一個複雜的樹形結構,每個節點都是Python物件,所有物件可以歸納為4種:

  • BeautifulSoup(文件)
  • Tag(標籤)
  • NavigableString(內容)
  • Comment(註釋)

1.BeautifulSoup型別(文件)

  BeautifulSoup物件表示的是一個文件的全部內容:

print soup.name 
# [document]

2.Tag型別(標籤)

  即HTML的整個標籤,如獲取<title>標籤:

print soup.title
#<title>The Dormouse's story</title>

  Tag有兩個重要屬性:name,attrs。

name

  即HTML的標籤名稱:

print soup.name
#[document]
print soup.head.name
#head

attrs

  即HTML的標籤屬性字典:

print soup.p.attrs
#{'class': ['title'], 'name': 'dromouse'}

  如果想要單獨獲取某個屬性:

print soup.p['class']
#['title']

3.NavigableString型別(內容)

  既然我們已經得到了整個標籤,那麼問題來了,我們要想獲取標籤內部的文字內容怎麼辦呢?很簡單,用 string 即可:

print soup.p.string
#The Dormouse's story

4.Comment型別(註釋)

  HTML的註釋內容,注意的是,不包含註釋符號。我們首先判斷它的型別,是否為 Comment 型別,然後再進行其他操作,如列印輸出:

if type(soup.a.string)==bs4.element.Comment:
    print soup.a.string
#<!-- Elsie -->

遍歷文件樹

1.子節點

contents

  獲取所有子節點,返回列表:

print soup.head.contents 
#[<title>The Dormouse's story</title>]

children

  獲取所有子節點,返回列表生成器:

print soup.head.children
#<listiterator object at 0x7f71457f5710>

## 需要遍歷
for child in  soup.body.children:
    print child

## 結果
<p class="title" name="dromouse"><b>The Dormouse's story</b></p>

<p class="story">Once upon a time there were three little sisters; and their names were
<a class="sister" href="http://example.com/elsie" id="link1"><!-- Elsie --></a>,
<a class="sister" href="http://example.com/lacie" id="link2">Lacie</a> and
<a class="sister" href="http://example.com/tillie" id="link3">Tillie</a>;
and they lived at the bottom of a well.</p>


<p class="story">...</p>

2.節點內容

string

  返回單個文字內容。如果一個標籤裡面沒有標籤了,那麼 string 就會返回標籤裡面的內容。如果標籤裡面只有唯一的一個標籤了,那麼 string 也會返回最裡面的內容。如果tag包含了多個子節點,tag就無法確定,string方法應該呼叫哪個子節點的內容,string的輸出結果是 None。例如:

print soup.head.string
print soup.title.string
#The Dormouse's story
#The Dormouse's story

print soup.html.string
# None

strings

  返回多個文字內容,且包含空行和空格。

stripped_strings

  返回多個文字內容,且不包含空行和空格:

for string in soup.stripped_strings:
    print(repr(string))
    # u"The Dormouse's story"
    # u"The Dormouse's story"
    # u'Once upon a time there were three little sisters; and their names were'
    # u'Elsie'
    # u','
    # u'Lacie'
    # u'and'
    # u'Tillie'
    # u';\nand they lived at the bottom of a well.'
    # u'...'

get_text()方法

  返回當前節點和子節點的文字內容。

from bs4 import BeautifulSoup

html_doc = """
<html><head><title>The Dormouse's story</title></head>
<body>
    <p class="title"><b>The Dormouse's story</b></p>
    <p class="story">Once upon a time there were three little sisters; and their names were
        <a href="http://example.com/elsie" class="sister1" id="link1">Elsie</a>,
        <a href="http://example.com/lacie" class="sister2" id="link2">Lacie</a> and
        <a href="http://example.com/tillie" class="sister3" id="link3">Tillie</a>;
        and they lived at the bottom of a well.
    </p>
    <p class="story">...</p>
</body>
</html>
"""

soup = BeautifulSoup(markup=html_doc,features='lxml')

node_p_text=soup.find('p',class_='story').get_text()    # 注意class_帶下劃線
print(node_p_text)

# 結果
Once upon a time there were three little sisters; and their names were
        Elsie,
        Lacie and
        Tillie;
        and they lived at the bottom of a well.

3.父節點

parent

  返回某節點的直接父節點:

p = soup.p
print p.parent.name
#body

parents

  返回某節點的所有父輩及以上輩的節點:

content = soup.head.title.string
for parent in  content.parents:
    print parent.name

## 結果
title
head
html
[document]

4.兄弟節點

next_sibling

  next_sibling 屬性獲取該節點的下一個兄弟節點,結果通常是字串或空白,因為空白或者換行也可以被視作一個節點。

previous_sibling

  previous_sibling 屬性獲取該節點的上一個兄弟節點。

print soup.p.next_sibling
#       實際該處為空白
print soup.p.prev_sibling
#None   沒有前一個兄弟節點,返回 None
print soup.p.next_sibling.next_sibling
#<p class="story">Once upon a time there were three little sisters; and their names were
#<a class="sister" href="http://example.com/elsie" id="link1"><!-- Elsie --></a>,
#<a class="sister" href="http://example.com/lacie" id="link2">Lacie</a> and
#<a class="sister" href="http://example.com/tillie" id="link3">Tillie</a>;
#and they lived at the bottom of a well.</p>
#下一個節點的下一個兄弟節點是我們可以看到的節點

next_siblings、previous_siblings

  迭代獲取全部兄弟節點。

5.前後節點

next_element、previous_element

  不是針對於兄弟節點,而是在於所有節點,不分層次的前一個和後一個節點。

next_elements、previous_elements

  迭代獲取所有前和後節點。

搜尋文件樹

1.find_all(name=None, attrs={}, recursive=True, text=None, limit=None, **kwargs)

  find_all()方法搜尋當前tag的所有tag子節點,並判斷是否符合過濾器的條件。

引數說明

name引數

  name引數很強大,可以傳多種方式的引數,查詢所有名字為 name 的tag,字串物件會被自動忽略掉。

(a)傳標籤名

  最簡單的過濾器是標籤名。在搜尋方法中傳入一個標籤名引數,BeautifulSoup會查詢與標籤名完整匹配的內容,下面的例子用於查詢文件中所有的<a>標籤:

print soup.find_all('a')
#[<a class="sister" href="http://example.com/elsie" id="link1"><!-- Elsie --></a>, <a class="sister" href="http://example.com/lacie" id="link2">Lacie</a>, <a class="sister" href="http://example.com/tillie" id="link3">Tillie</a>]

  返回結果列表中的元素仍然是BeautifulSoup物件。

(b)傳正則表示式

  如果傳入正則表示式作為引數,BeautifulSoup會通過正則表示式的 match() 來匹配內容。下面例子中找出所有以b開頭的標籤,這表示<body>和<b>標籤都應該被找到:

import re
for tag in soup.find_all(re.compile("^b")):
    print(tag.name)
# body
# b

(c)傳列表

  如果傳入列表引數,BeautifulSoup會將與列表中任一元素匹配的內容返回。下面程式碼找到文件中所有<a>標籤和<b>標籤:

soup.find_all(["a", "b"])
# [<b>The Dormouse's story</b>,
#  <a class="sister" href="http://example.com/elsie" id="link1">Elsie</a>,
#  <a class="sister" href="http://example.com/lacie" id="link2">Lacie</a>,
#  <a class="sister" href="http://example.com/tillie" id="link3">Tillie</a>]

(d)傳True

  True 可以匹配任何值,下面程式碼查詢到所有的tag,但是不會返回字串節點:

for tag in soup.find_all(True):
    print(tag.name)
# html
# head
# title
# body
# p
# b
# p
# a
# a

(e)傳函式

  如果沒有合適過濾器,那麼還可以定義一個方法,方法只接受一個元素引數。如果這個方法返回 True 表示當前元素匹配並且被找到,如果不是則反回 False:

def has_class_but_no_id(tag):
    return tag.has_attr('class') and not tag.has_attr('id')

soup.find_all(has_class_but_no_id)
# [<p class="title"><b>The Dormouse's story</b></p>,
#  <p class="story">Once upon a time there were...</p>,
#  <p class="story">...</p>]

keyword引數

  注意的是,如果一個指定名字的引數不是搜尋內建的引數名,搜尋時會把該引數當作指定名字tag的屬性來搜尋,如果包含一個名字為 id 的引數,BeautifulSoup會搜尋每個tag的”id”屬性:

soup.find_all(id='link2')
# [<a class="sister" href="http://example.com/lacie" id="link2">Lacie</a>]

  如果傳入 href 引數,Beautiful Soup會搜尋每個tag的"href"屬性:

soup.find_all(href=re.compile("elsie"))
# [<a class="sister" href="http://example.com/elsie" id="link1">Elsie</a>]

  使用多個指定名字的引數可以同時過濾tag的多個屬性:

soup.find_all(href=re.compile("elsie"), id='link1')
# [<a class="sister" href="http://example.com/elsie" id="link1">three</a>]

  在這裡我們想用 class 過濾,不過 class 是 python 的關鍵詞,這怎麼辦?加個下劃線就可以:

soup.find_all("a", class_="sister")
# [<a class="sister" href="http://example.com/elsie" id="link1">Elsie</a>,
#  <a class="sister" href="http://example.com/lacie" id="link2">Lacie</a>,
#  <a class="sister" href="http://example.com/tillie" id="link3">Tillie</a>]

attrs引數

  有些tag屬性在搜尋不能使用,比如HTML5中的 "data-*" 自定義屬性:

data_soup = BeautifulSoup('<div data-foo="value">foo!</div>')
data_soup.find_all(data-foo="value")
# SyntaxError: keyword can't be an expression

## 但是可以通過 find_all() 方法的 attrs 引數定義一個字典引數來搜尋包含特殊屬性的tag
data_soup.find_all(attrs={"data-foo": "value"})
# [<div data-foo="value">foo!</div>]

text引數

  通過 text 引數可以搜搜文件中的字串內容。與 name 引數的可選值一樣,text 引數接受字串 、正則表示式 、列表、True。

soup.find_all(text="Elsie")
# [u'Elsie']

soup.find_all(text=["Tillie", "Elsie", "Lacie"])
# [u'Elsie', u'Lacie', u'Tillie']

soup.find_all(text=re.compile("Dormouse"))  # 模糊查詢
[u"The Dormouse's story", u"The Dormouse's story"]

limit引數

  find_all() 方法返回全部的搜尋結構,如果文件樹很大那麼搜尋會很慢。如果我們不需要全部結果,可以使用 limit 引數限制返回結果的數量。效果與SQL中的limit關鍵字類似,當搜尋到的結果數量達到 limit 的限制時,就停止搜尋返回結果。

soup.find_all("a", limit=2)
# [<a class="sister" href="http://example.com/elsie" id="link1">Elsie</a>,
#  <a class="sister" href="http://example.com/lacie" id="link2">Lacie</a>]

recursive引數

  呼叫tag的 find_all() 方法時,BeautifulSoup會檢索當前tag的所有子孫節點,如果只想搜尋tag的直接子節點,可以使用引數 recursive=False。

soup.html.find_all("title")
# [<title>The Dormouse's story</title>]

soup.html.find_all("title", recursive=False)
# []

2.find( name , attrs , recursive , text , **kwargs )

  它與 find_all() 方法唯一的區別是 find_all() 方法的返回結果是值包含一個元素的列表,而 find() 方法直接返回結果。

3.find_parents() 和 find_parent()

  find_all() 和 find() 只搜尋當前節點的所有子節點,孫子節點等。find_parents() 和 find_parent() 用來搜尋當前節點的父輩節點,搜尋方法與普通tag的搜尋方法相同,搜尋文件搜尋文件包含的內容。

4.find_next_siblings() 和 find_next_sibling()  

  這2個方法通過 .next_siblings 屬性對當 tag 的所有後面解析的兄弟 tag 節點進行迭代, find_next_siblings() 方法返回所有符合條件的後面的兄弟節點,find_next_sibling() 只返回符合條件的後面的第一個tag節點。

5.find_previous_siblings() 和 find_previous_sibling()

  這2個方法通過 .previous_siblings 屬性對當前 tag 的前面解析的兄弟 tag 節點進行迭代, find_previous_siblings() 方法返回所有符合條件的前面的兄弟節點,find_previous_sibling() 方法返回第一個符合條件的前面的兄弟節點。

6.find_all_next() 和 find_next()

  這2個方法通過 .next_elements 屬性對當前 tag 的之後的 tag 和字串進行迭代, find_all_next() 方法返回所有符合條件的節點, find_next() 方法返回第一個符合條件的節點。

7.find_all_previous() 和 find_previous()

  這2個方法通過 .previous_elements 屬性對當前節點前面的 tag 和字串進行迭代,find_all_previous() 方法返回所有符合條件的節點, find_previous()方法返回第一個符合條件的節點。

CSS選擇器

  我們在寫 CSS 時,標籤名不加任何修飾,類名前加點,id名前加 #,在這裡我們也可以利用類似的方法來篩選元素,用到的方法是 soup.select(),返回型別是 list。

通過標籤名查詢

print soup.select('title') 
#[<title>The Dormouse's story</title>]

print soup.select('a')
#[<a class="sister" href="http://example.com/elsie" id="link1"><!-- Elsie --></a>, <a class="sister" href="http://example.com/lacie" id="link2">Lacie</a>, <a class="sister" href="http://example.com/tillie" id="link3">Tillie</a>]

print soup.select('b')
#[<b>The Dormouse's story</b>]

通過類名查詢

print soup.select('.sister')
#[<a class="sister" href="http://example.com/elsie" id="link1"><!-- Elsie --></a>, <a class="sister" href="http://example.com/lacie" id="link2">Lacie</a>, <a class="sister" href="http://example.com/tillie" id="link3">Tillie</a>]

通過 id 名查詢

print soup.select('#link1')
#[<a class="sister" href="http://example.com/elsie" id="link1"><!-- Elsie --></a>]

組合查詢

  組合查詢即和寫 class 檔案時,標籤名與類名、id名進行的組合原理是一樣的,例如查詢 p 標籤中,id 等於 link1的內容,二者需要用空格分開。

print soup.select('p #link1')
#[<a class="sister" href="http://example.com/elsie" id="link1"><!-- Elsie --></a>]

  直接子標籤查詢:

print soup.select("head > title")
#[<title>The Dormouse's story</title>]

屬性查詢

  查詢時還可以加入屬性元素,屬性需要用中括號括起來,注意屬性和標籤屬於同一節點,所以中間不能加空格,否則會無法匹配到。

print soup.select('a[class="sister"]')
#[<a class="sister" href="http://example.com/elsie" id="link1"><!-- Elsie --></a>, <a class="sister" href="http://example.com/lacie" id="link2">Lacie</a>, <a class="sister" href="http://example.com/tillie" id="link3">Tillie</a>]

print soup.select('a[href="http://example.com/elsie"]')
#[<a class="sister" href="http://example.com/elsie" id="link1"><!-- Elsie --></a>]

  同樣,屬性仍然可以與上述查詢方式組合,不在同一節點的空格隔開,同一節點的不加空格:

print soup.select('p a[href="http://example.com/elsie"]')
#[<a class="sister" href="http://example.com/elsie" id="link1"><!-- Elsie --></a>]

  以上的 select 方法返回的結果都是列表形式,可以遍歷形式輸出,然後用 string或get_text()方法來獲取它的內容:

soup = BeautifulSoup(html, 'lxml')
print type(soup.select('title'))
print soup.select('title')[0].get_text()

for title in soup.select('title'):
    print title.get_text()

修改文件樹

1.修改.string

給Tag的 .string 屬性賦值,就相當於用當前的內容替代了原來的內容。(如果當前的Tag包含了其它tag,那麼給它的 .string 屬性賦值會覆蓋掉原有的所有內容包括子Tag)。

如,soup.find('title').string = '新標題'

2.append()

Tag.append() 方法向Tag中新增子內容,與Python的列表的 append() 方法用法相同。

如,soup.find('p').append('段落內容')

3.new_tag()

建立一個Tag最好的方法是呼叫工廠方法 BeautifulSoup.new_tag()。

如,soup.find('p').append(soup.new_tag('a', href='http://www.baidu.com'))

4.insert()、insert_before() 和 insert_after()

把元素插入到指定的位置。

如,soup.find('p').insert_after(soup.new_tag('a', href='http://www.baidu.com'))

5.decompose()

Tag.decompose() 方法將當前節點完全移除。

6.clear()

Tag.clear() 方法清空當前節點的內容